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無人機(jī)整機(jī)
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無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具
為了保護(hù)瀕臨滅絕的鯨魚，美國(guó)非營(yíng)利性研究組織海洋聯(lián)盟(Ocean Alliance)的生物學(xué)家、海洋生態(tài)學(xué)家們通過無人機(jī)技術(shù)去采集鯨魚的噴出的水柱(俗稱“鼻涕”)，因?yàn)檫@些“鼻涕”里面含有多種生物、物理信息，這對(duì)后續(xù)的科學(xué)研究至關(guān)重要。據(jù)稱，海洋聯(lián)盟目前也相繼開發(fā)了多種用途的無人機(jī)用于幫助生物學(xué)家們獲取人工無法獲取的更精準(zhǔn)的科學(xué)數(shù)據(jù)。
一. 生物學(xué)家為什么使用無人機(jī)
伊恩克爾(Iain Kerr)是非營(yíng)利性研究組織海洋聯(lián)盟的CEO，也是一名生物學(xué)家。之前，他和他的研究小組一直都在墨西哥灣附近乘坐摩托艇追尋抹香鯨，希望能拿回組織樣本帶回實(shí)驗(yàn)室。
雖然，抹香鯨的“鼻涕”氣味難聞。然而事實(shí)證明，鯨魚“鼻涕”里不僅有DNA，病毒，還有激素和微生物- 這些對(duì)于許多科學(xué)家來說都是非常有用的東西。通過DNA，遺傳學(xué)家可以判斷一種動(dòng)物是否是本地動(dòng)物，還是只是路過此處;流行病學(xué)家可以追蹤傳染病的傳播過程;而生物學(xué)家可以通過分析激素，來檢查動(dòng)物是否有不孕不育的風(fēng)險(xiǎn)。
然而，現(xiàn)在的第一個(gè)問題是乘坐船艇不僅耗時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢(租船租了整整9小時(shí)，每天的租金就會(huì)花費(fèi)2000美元)，更糟糕的是，還不能得到相關(guān)數(shù)據(jù)。第二個(gè)問題是怎樣獲取足量的組織樣本：大約一水桶容量的鯨魚“鼻涕”。
二. 海洋聯(lián)盟引入首個(gè)收集“鼻涕”的無人機(jī)SnotBot
為了解決上述問題，在接下來的幾年中，克爾的團(tuán)隊(duì)海洋聯(lián)盟在馬薩諸塞州奧林工程學(xué)院(Olin College of Engineering)的學(xué)生的幫助下開發(fā)了無人機(jī)SnotBot：這種六軸無人機(jī)攜帶皮氏培養(yǎng)皿，用于科學(xué)領(lǐng)域收集鯨魚“鼻涕”。
這項(xiàng)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于它不僅會(huì)幫助科學(xué)研究人員研究鯨魚，也不會(huì)影響到鯨魚們的生活節(jié)奏。
三. 無人機(jī)在海洋科學(xué)領(lǐng)域逐漸升溫
海洋聯(lián)盟正在開發(fā)除SnotBot之外的其他無人機(jī)，如可以紅外線檢測(cè)體溫的FLIRBot。研究人員可以通過FLIRBot直接向下察看鯨魚的噴氣孔來測(cè)量它們的體溫。另一個(gè)產(chǎn)品是EarBot，它可以著陸在水面上，關(guān)閉電源，聽取鯨魚的叫聲。
除了海洋聯(lián)盟開始熱衷開發(fā)多種無人機(jī)應(yīng)用，就連美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)也啟用了被動(dòng)式偵聽鯨魚的無人機(jī)項(xiàng)目SailDrone。
SailDrone長(zhǎng)約七英尺，主要用于大西洋，墨西哥灣以及北太平洋露脊鯨生活的白令海附近。由于無人機(jī)是無動(dòng)力的，依靠電池和太陽能的組合就可轉(zhuǎn)向和導(dǎo)航。研究人員只需輸入坐標(biāo)，無人機(jī)就可到達(dá)目的地。
SailDrone已經(jīng)用于監(jiān)視著幾個(gè)不同鯨魚種群，包括瀕危物種北太平洋露脊鯨，全世界只剩下30只左右。這種鯨魚一般很少出現(xiàn)在海面，所以科學(xué)家很難發(fā)現(xiàn)它們。SailDrone對(duì)于觀察像北太平洋露脊鯨這種物種的有用之處在于這種無人機(jī)可以靜靜地停在海浪上，聽鯨魚的聲音，然后進(jìn)行追蹤。
而且，因?yàn)樗鼈兛梢栽诤Ｉ洗羯虾脦讉€(gè)月，SailDrone 的首席聲學(xué)研究員Jessica Crance希望利用它們來規(guī)劃遷徙路線。同時(shí)，通過多個(gè)SailDrones和類似于聲納的技術(shù)，研究人員可以在這些動(dòng)物遷徙和遷移棲息地時(shí)對(duì)這些動(dòng)物的位置進(jìn)行三角測(cè)量。
這對(duì)物種保護(hù)是非常重要的數(shù)據(jù)，如果研究人員發(fā)現(xiàn)鯨魚遷徙路線的一片水域異常溫暖或缺少食物，他們或許能夠確定鯨魚大面積數(shù)量死亡的原因。
但這個(gè)方案也有待提升。研究人員仍在努力使聲音記錄足夠清晰，以識(shí)別聲波下的不同物種。Crance說：“我們的目標(biāo)是讓這些錄音清晰到足以監(jiān)測(cè)白令海中的任何物種，比如海狗和其他各種魚類?！?
四. 科學(xué)無人機(jī)是否可以完全代替人工
然而，無人機(jī)技術(shù)并不是一個(gè)一勞永逸的解決方法。NOAA的海洋生態(tài)學(xué)家梅根弗格森(Megan Ferguson)研究并使用了ScanEagle，這是一種軍用的類似飛機(jī)式的無人機(jī)，可在空中替代有人駕駛的飛機(jī)確認(rèn)鯨魚種群數(shù)量。但是她在2015年的研究中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)方法和使用無人機(jī)確認(rèn)的鯨魚數(shù)量相同，但使用ScanEagle會(huì)花費(fèi)更多的人力和資源。
“無人機(jī)在某些方面可能很有用，比如他們很容易獲得照片，并且不會(huì)打擾鯨魚的行為，“Crance說。“但要知道，有時(shí)候只需要一艘船、一個(gè)人也可以直接解決問題，就像通過弩收集的組織活檢一樣。”
同樣的看法還有來自波士頓新英格蘭水族館的海洋生物學(xué)家Liz Burgess：“對(duì)于簡(jiǎn)單地檢測(cè)鯨魚‘鼻涕’存在哪些分子而言，這很好。但要想始終獲得精確的應(yīng)激激素濃度，這絕對(duì)不是那么容易的?！彼f，“使用無人機(jī)和傳統(tǒng)方法相結(jié)合可能會(huì)成為最理想的方式?！?
盡管如此，無人機(jī)似乎有望使鯨魚科學(xué)研究不那么具有侵略性，并以新的角度向科學(xué)家展示鯨魚的活動(dòng)?！敖?jīng)過30年的研究之后，才發(fā)現(xiàn)只需用無人機(jī)就可以看到以前你只能從船上想象的行為活動(dòng)，”克爾說?！叭绻麤]有無人機(jī)，我不能回頭去研究鯨魚?！?
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